(57)【要約】【課題】本発明は、自由走査センサシステムを採用しながらも被検量の分布の算出に拘わる演算量を抑えることのできる場の測定システムを提供する。【解決手段】被検場内を任意に移動することが可能であり、被検量を検出する主センサ（１２）と、前記被検場を撮影可能な位置に固定され、前記主センサ（１２）の光軸（ＡＸ）と垂直な面内の座標を検出するためのビデオカメラ（１３）と、前記ビデオカメラに固定され、前記被検場に向けて前記主センサの光軸方向の座標検出用の測定波を送波する送波器（１３ｃ）とを備えた場の測定システムにおいて、前記送波器（１３ｃ）の波源を、前記ビデオカメラ（１３）の光軸（ＡＸ）上に設定する。【選択図】    図１
2005265480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検場内を任意に移動することが可能であり、被検量を検出する主センサと、
前記被検場を撮影可能な位置に固定され、前記主センサの光軸と垂直な面内の座標を検出するためのビデオカメラと、
前記ビデオカメラに固定され、前記被検場に向けて前記主センサの光軸方向の座標検出用の測定波を送波する送波器と
を備えた場の測定システムにおいて、
前記送波器の波源は、
前記ビデオカメラの光軸上にある
ことを特徴とする場の測定システム。
【請求項２】
請求項１に記載の場の測定システムにおいて、
前記送波器は、
前記座標検出用の音波を生成する振動子を備え、
前記振動子は、
前記ビデオカメラの光軸に中心軸を一致させた筒状の振動子である
ことを特徴とする場の測定システム。
【請求項３】
請求項２に記載の場の測定システムにおいて、
前記主センサは、
前記被検量として音圧を検出するマイクロホンであり、前記座標検出用の音波を受波して前記主センサの光軸方向の座標を検出するセンサを兼ねる
ことを特徴とする場の測定システム。
【請求項４】
被検場内を任意に移動することが可能であり、被検量を検出する主センサと、
前記被検場を撮影可能な位置に固定され、前記主センサの光軸と垂直な面内における座標を検出するためのビデオカメラと、
前記ビデオカメラに対する標識用に前記主センサに固定された発光部と
を備えた場の測定システムにおいて、
前記発光部の配置パターンは、
前記主センサのセンサ部に関し対称な配置パターンである
ことを特徴とする場の測定システム。
【請求項５】
被検場内を任意に移動することが可能であり、被検量として音圧を検出するマイクロホンと、
前記被検場を撮影可能な位置に固定され、前記マイクロホンの光軸と垂直な面内における座標を検出するためのビデオカメラと、
前記ビデオカメラに固定され、前記被検場に向けて前記マイクロホンの光軸方向の座標検出用の音波を送波する送波器と
を備えた場の測定システムにおいて、
前記マイクロホンは、
前記座標検出用の音波を受波して前記光軸方向の座標を検出するセンサを兼ねており、
前記マイクロホンと前記ビデオカメラとの間には、
前記座標検出用の音波の送波タイミングと受波タイミングとを関連づけたシングアラウンド法が適用されている
ことを特徴とする場の測定システム。
【請求項６】
被検場内を任意に移動することが可能であり、前記被検場内の所定位置を基準とした被検波の複素振幅を検出する主センサと、
前記被検場内における前記主センサの位置座標を検出する検出手段と
を備えた場の測定システムに適用される波源探査方法であって、
前記検出された複素振幅のデータを、それと同じタイミングで検出された前記位置座標に対応付ける手順と、
前記位置座標に対応付けられたデータを、前記被検場内に規則的に並ぶ各座標のデータになるよう補間及び／又は間引き処理する手順と、
前記処理されたデータに基づき前記被検場内の波源探査をする手順と
を有することを特徴とする波源探査方法。
【請求項７】
被検場内を任意に移動することが可能であり、前記被検場内の所定位置を基準とした被検波の複素振幅を検出する主センサと、
前記被検場内における前記主センサの位置座標を検出する検出手段と
を備えた場の測定システムに適用されるコンピュータ用の音源探査プログラムであって、
前記検出された複素振幅のデータを、それと同じタイミングで検出された前記位置座標に対応付ける手順と、
前記位置座標に対応付けられたデータを、前記被検場内に規則的に並ぶ各座標のデータになるよう補間及び／又は間引き処理する手順と、
前記処理されたデータに基づき前記被検場内の波源探査をする手順と
を有することを特徴とする波源探査プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検場内の被検量の分布を測定する場の測定システム、被検波の複素振幅分布に基づきその被検波の波源を特定する波源探査方法、及びその波源探査方法に用いられるコンピュータに実行させるべき波源探査プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
快適な生活環境のため、ＯＡ機器や家電機器などへの静粛性の要求が高まりつつある。これらの機器は、出荷前に、音場測定（音圧分布測定）される。その複素音圧の分布を測定し、かつその測定結果にフェーズシフト法（ビームフォーマ、ビームフォーミング）や音響ホログラフィなどの音源探査の技術を適用すれば、音源となっている部品や部材を特定することもできる。
【０００３】
従来の音場測定システムは、マイクロホンをアレイ状に並べたり、精密ステージを用いてマイクロホンで被検音場内を走査したりすることで、各位置の音圧を検出していた。
本発明者等は、この音場測定システムに対し「自由センサシステム」を導入することを提案した（非特許文献１など）。
この音場測定システムでは、マイクロホンを測定者が手に持って任意に走査することができる。その代わり、システム側では、被検音場をカメラでビデオ撮影し、カメラの撮影データなどからマイクロホンの位置座標をコンピュータで自動認識し、さらにその位置座標をマイクロホンの出力と対応付ける処理をして音圧分布を求める。
【０００４】
因みに、この自由走査センサシステムでは、カメラの前面に超音波送波器、マイクロホンの前面にＬＥＤマーカがそれぞれ設けられている。
超音波送波器から送波される超音波パルスを利用してマイクロホンの光軸方向の座標の認識精度を高め、また、ＬＥＤマーカによってマイクロホンを標識して、マイクロホンの光軸に垂直な方向の座標の認識精度を高めている。
【非特許文献１】吉住夏輝，中村健太郎，上羽貞行，「自由走査マイクロホンによる実時間音場可視化システム（２）−マイクロホンの３次元位置検出−」，日本音響学会論文集，社団法人日本音響学会，２００３年３月，項目２−１１−６，Ｐ１３６７−１３６８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、この音場測定システムでは、マイクロホンの座標を自動認識するためにコンピュータの演算負荷が大きく、測定時間が長大化する傾向にある。
また、音源探査の手法は公知であるものの、自由走査センサシステムによって得られる測定データはランダムな座標の音圧のデータからなるので、そのまま音源探査の手法を適用しても音源をうまく特定できない。
【０００６】
そこで本発明は、自由走査センサシステムを採用しながらも被検量の分布の算出に拘わる演算量を抑えることのできる場の測定システムを提供することを目的とする。
また、本発明は、自由走査センサシステムを採用しながらも音源探査を確実に行うことのできる波源探査方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、本発明の波源探査方法をコンピュータに実行させるための波源探査プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の場の測定システムは、被検場内を任意に移動することが可能であり、被検量を検出する主センサと、前記被検場を撮影可能な位置に固定され、前記主センサの光軸と垂直な面内の座標を検出するためのビデオカメラと、前記ビデオカメラに固定され、前記被検場に向けて前記主センサの光軸方向の座標検出用の測定波を送波する送波器とを備えた場の測定システムにおいて、前記送波器の波源は、前記ビデオカメラの光軸上にあることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の場の測定システムは、請求項１に記載の場の測定システムにおいて、前記送波器は、前記座標検出用の音波を生成する振動子を備え、前記振動子は、前記ビデオカメラの光軸に中心軸を一致させた筒状の振動子であることを特徴とする。
請求項３に記載の場の測定システムは、請求項２に記載の場の測定システムにおいて、前記主センサは、前記被検量として音圧を検出するマイクロホンであり、前記座標検出用の音波を受波して前記主センサの光軸方向の座標を検出するセンサを兼ねることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の場の測定システムは、被検場内を任意に移動することが可能であり、被検量を検出する主センサと、前記被検場を撮影可能な位置に固定され、前記主センサの光軸と垂直な面内における座標を検出するためのビデオカメラと、前記ビデオカメラに対する標識用に前記主センサに固定された発光部とを備えた場の測定システムにおいて、前記発光部の配置パターンは、前記主センサのセンサ部に関し対称な配置パターンであることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の場の測定システムは、被検場内を任意に移動することが可能であり、被検量として音圧を検出するマイクロホンと、前記被検場を撮影可能な位置に固定され、前記マイクロホンの光軸と垂直な面内における座標を検出するためのビデオカメラと、前記ビデオカメラに固定され、前記被検場に向けて前記マイクロホンの光軸方向の座標検出用の音波を送波する送波器とを備えた場の測定システムにおいて、前記マイクロホンは、前記座標検出用の音波を受波して前記光軸方向の座標を検出するセンサを兼ねており、前記マイクロホンと前記ビデオカメラとの間には、前記座標検出用の音波の送波タイミングと受波タイミングとを関連づけたシングアラウンド法が適用されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の音源探査方法は、被検場内を任意に移動することが可能であり、前記被検場内の所定位置を基準とした被検波の複素振幅を検出する主センサと、前記被検場内における前記主センサの位置座標を検出する検出手段とを備えた場の測定システムに適用される波源探査方法であって、前記検出された複素振幅のデータを、それと同じタイミングで検出された前記位置座標に対応付ける手順と、前記位置座標に対応付けられたデータを、前記被検場内に規則的に並ぶ各座標のデータになるよう補間及び／又は間引き処理する手順と、前記処理されたデータに基づき前記被検場内の波源探査をする手順とを有することを特徴とす。
【００１２】
請求項７に記載の音源探査プログラムは、被検場内を任意に移動することが可能であり、前記被検場内の所定位置を基準とした被検波の複素振幅を検出する主センサと、前記被検場内における前記主センサの位置座標を検出する検出手段とを備えた場の測定システムに適用されるコンピュータ用の音源探査プログラムであって、前記検出された複素振幅のデータを、それと同じタイミングで検出された前記位置座標に対応付ける手順と、前記位置座標に対応付けられたデータを、前記被検場内に規則的に並ぶ各座標のデータになるよう補間及び／又は間引き処理する手順と、前記処理されたデータに基づき前記被検場内の波源探査をする手順とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、自由走査センサシステムを採用しながらも分布の算出に必要な演算量を抑えることのできる場の測定システムが実現する。
また、本発明によれば、自由走査センサシステムを採用しながらも音源探査を確実に行うことのできる波源探査方法が実現する。
また、本発明によれば、本発明の波源探査方法をコンピュータに実行させるための波源探査プログラムが実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
［第１実施形態］
図１、図２、図３、図４を参照して本発明の第１実施形態を説明する。
本実施形態は、自由走査センサシステムが採用された音場測定システムの実施形態である。
本システムは、図１に示すように、音源１１の周囲の音場測定（音圧分布測定）をするものである。音源１１から発せられる所定の波長範囲の音波（以下、可聴音波とする。）が被検音波となる。
【００１５】
先ず、本システムの全体構成を説明する。
本システムには、図１に示すように、主マイクロホン１２、ビデオカメラ１３、参照マイクロホン１４、コンピュータ１６などが備えられる。
主マイクロホン１２は、測定者によって支持可能なサイズ及び重量をしており、測定者によって被検音場内を例えば図１中の矢印のように自由に走査される。
【００１６】
このとき、主マイクロホン１２は、被検音波を所定のサンプリング周期で繰り返し受波し、その複素音圧Ｐを示す信号（音圧信号）を繰り返し出力する。なお、複素音圧Ｐの値は、被検音波の振幅Ａ，位相φの値によって表されるので、以下、複素音圧を「Ｐ（Ａ，φ）」と表す。
ビデオカメラ１３は、主マイクロホン１２を含む被検音場の全体を捉えられる位置に固定され、被検音場の画像を示す信号（画像信号）を連続的に出力する。ビデオカメラ１３には、例えば、ＣＣＤカメラが用いられる。
【００１７】
参照マイクロホン１４は、被検音場内の所定位置に固定され、その所定位置における被検音波を主マイクロホン１２と同じタイミングで繰り返し受波し、その位相（基準位相）φ0を示す信号（基準位相信号）を出力する。
ビデオカメラ１３のレンズ鏡筒１３ｂの近傍には、被検音波の波長範囲から外れた波長の音波（以下、超音波とする。）を繰り返し送波する送波器１３ｃが設けられている。送波器１３ｃとしては、例えば、共振周波数４０ｋＨｚの空中超音波トランスデューサが用いられる。
【００１８】
送波器１３ｃから送波される超音波は、主マイクロホン１２によって被検音波と共に受波される。主マイクロホン１２は、その受波されたタイミングで、ビデオカメラ１３を基準とした光軸ＡＸ方向の主マイクロホン１２の座標Ｚを示す信号（距離信号）を出力する。
主マイクロホン１２の受音部１２ａの近傍には、ＬＥＤマーカ１２ｂが設けられている。ＬＥＤマーカ１２ｂとしては、例えば、超高輝度ＬＥＤが用いられる。ＬＥＤマーカ１２ｂは、主マイクロホン１２を標識する役割をする。
【００１９】
次に、コンピュータ１６における処理を説明する。
コンピュータ１６は、主マイクロホン１２からの音圧信号、距離信号、参照マイクロホン１４からの基準位相信号、及びビデオカメラ１３からの画像信号を逐次取り込む。
音圧信号から複素音圧Ｐ（Ａ，φ）が認識され、基準位相信号から基準位相φ0が認識される。
【００２０】
なお、複素音圧Ｐ（Ａ，φ）の位相φは、それと同じタイミングで検出された基準位相φ0からの差分値Δφに変換される。以下、差分値Δφで表された複素音圧を、Ｐ（Ａ，Δφ）と表す。
また、距離信号から、主マイクロホン１２の光軸ＡＸ方向の座標Ｚが認識される。
また、画像信号から、画像上の主マイクロホン１２の座標（Ｘ’，Ｙ’）が認識される（但し、座標原点：画像中心）。
【００２１】
なお、このとき、コンピュータ１６は、ＬＥＤマーカ１２ｂの画像上の座標を認識し（但し、座標原点：画像中心）、その座標を、ＬＥＤマーカ１２ｂと主マイクロホン１２の受音部１２ａとの位置関係に基づき、主マイクロホン１２の座標（Ｘ’，Ｙ’）に変換する（但し、座標原点：画像中心）。
また、座標（Ｘ’，Ｙ’）及び上述した座標Ｚから、主マイクロホン１２の位置座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が認識される。
【００２２】
なお、このとき、コンピュータ１６は、座標（Ｘ’，Ｙ’）を座標Ｚに応じて補正し、主マイクロホン１２の光軸ＡＸに垂直な面内の座標（Ｘ，Ｙ）を求める。この座標（Ｘ，Ｙ）と座標Ｚとの組み合わせ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が、主マイクロホン１２の位置座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）である。
さらに、コンピュータ１６は、逐次認識された各複素音圧Ｐ（Ａ，Δφ）と、逐次認識された各位置座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）とのうち、互いに同じタイミングで検出されたもの同士を対応付けて記憶する。
【００２３】
以下、或る位置座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に対応付けられた或る複素音圧Ｐ（Ａ，Δφ）のデータを「Ｐi」で表す（但し、ｉ：座標）。各データＰ1，Ｐ2，Ｐ3・・・は、被検音場内の複素音圧の分布を示す。
なお、コンピュータ１６は、画面１６ａ上にビデオ撮影した画像を表示すると共に、その画像上に主マイクロホン１２の軌跡を曲線で描画する。なお、軌跡は、逐次認識される主マイクロホン１２の座標（Ｘ，Ｙ）から求まる。
【００２４】
これによって測定者は、主マイクロホン１２をどのように走査したのかを視覚的に確認することができる。
また、コンピュータ１６は、その画面１６ａ上に被検音波の振幅Ａを一緒に表示することもできる。例えば、振幅Ａの大きさを曲線の色によって表示する。
これによって測定者は、画面上のどの辺りで強い音がしているのかを視覚的に確認することができる。
【００２５】
このようなコンピュータ１６には、例えば、クロック周波数２．２ＧＨｚ，Ａ／Ｄコンバータのサンプリング周波数１００ｋＳ／ｓのノート型コンピュータが用いられる。このコンピュータ１６は、例えば、距離０．５ｍにおいて光軸ＡＸに垂直な０．４ｍ以内の領域の画像の画像信号から、主マイクロホン１２の座標（Ｘ’，Ｙ’）を毎秒５回、３．７ｍｍの誤差で逐次自動認識することができる。
【００２６】
次に、ビデオカメラ１３の送波器１３ｃを詳しく説明する。
送波器１３ｃは、図２に示すように、筒状の圧電振動子１３ｃ−１と、スカート状の反射板１３ｃ−２からなる。
圧電振動子１３ｃ−１の内径は、ビデオカメラ１３の鏡筒１３ｂの外径よりも若干大きい。圧電振動子１３ｃ−１は、その中心線を光軸ＡＸに一致させた姿勢で鏡筒１３ｂを覆うようにしてビデオカメラ１３のカメラ本体１３ａに固定される。
【００２７】
反射板１３ｃ−２の内径は、圧電振動子１３ｃ−１の外形よりも若干大きい。反射板１３ｃ−２は、その中心線を光軸ＡＸに一致させた姿勢で、圧電振動子１３ｃ−１を覆うようにしてビデオカメラ１３のカメラ本体１３ａに固定される。なお、反射板１３ｃ−２の方向は、広がり部がビデオカメラ１３の前方（物体側）、窄まり部がビデオカメラ１３の後方（像側）に向く方向である。
【００２８】
このような送波器１３ｃにおいては、圧電振動子１３ｃ−１が駆動されると、図３に示すように、圧電振動子１３ｃ−１は、その径を伸縮させる方向に振動し、超音波を発生させる。超音波は、圧電振動子１３ｃ−１の外側面からその法線方向に進行する。その超音波は、反射板１３ｃ−２の内壁にて反射され、その後、光軸ＡＸと略平行にビデオカメラ１３の前方に進行する。つまり、この送波器１３ｃの波源Ｏは、ビデオカメラ１３の後方の光軸ＡＸ上に存在し、超音波は、そこから発生したかのごとく進行する。
【００２９】
次に、主マイクロホン１２のＬＥＤマーカ１２ｂを詳しく説明する。
ＬＥＤマーカ１２ｂは、図４に示すように、３つ設けられる。
３つのＬＥＤマーカ１２ｂは、主マイクロホン１２の受音部１２ａを取り囲み、かつ受音部１２ａに関し対称な位置関係で配置される。３つのＬＥＤマーカ１２ｂの配置面では、それらの平均位置が、受音部１２ａの中心位置に一致している。
【００３０】
なお、３つのＬＥＤマーカ１２ｂは、受音部１２ａに入射する被検音波を遮ることのないよう、受音部１２ａと同一面、又は受音部１２ａの後方側の面に配置される。３つのＬＥＤマーカ１２ｂは、アームなどを介して受音部１２ａに対し固定されている。
次に、本システムの効果を説明する。
本システムにおいては、送波器１３ｃの超音波の波源Ｏが光軸ＡＸ上に存在しているので（図３参照）、座標Ｚの原点も光軸ＡＸ上となる。また、ビデオカメラ１３の画像中心は、光軸ＡＸに相当するので、座標（Ｘ’，Ｙ’）の原点も光軸ＡＸ上となる。
【００３１】
したがって、本システムのコンピュータ１６は、位置座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を認識する際に、座標Ｚと座標（Ｘ’，Ｙ’）との原点合わせをする必要が無い。よって、コンピュータ１６の演算負荷が抑えられる。
また、本システムにおいては、３つのＬＥＤマーカ１２ｂの配置パターンが、主マイクロホン１２の受音部１２ａに関し対称な配置パターンとなっている（図４参照）。
【００３２】
したがって、コンピュータ１６が３つのＬＥＤマーカ１２ｂの座標を主マイクロホン１２の座標（Ｘ’，Ｙ’）に変換するための演算は、３つの座標の座標平均のみとなる。よって、コンピュータ１６の演算負荷が抑えられる。
［第２実施形態］
図５を参照して本発明の第２実施形態を説明する。
【００３３】
本実施形態は、自由走査センサシステムが採用された音場測定システムの実施形態である。ここでは、第１実施形態の音場測定システムとの相違点についてのみ説明する。
相違点は、ビデオカメラ１３と主マイクロホン１２との間に、超音波の送波タイミングと受波タイミングとを関連づけたシングアラウンド法が適用された点にある。
先ず、シングアラウンド法が適用されたビデオカメラ１３と主マイクロホン１２との回路構成を説明する。
【００３４】
図５に示すように、主マイクロホン１２には、トリガ回路１２ｄ、周波数カウンタ１２ｅなどが備えられる。トリガ回路１２ｄは、超音波の信号と被検音波の信号とを分離するフィルタ１２ｃの後段に配置される。トリガ回路１２ｄには、超音波の信号が入力される。トリガ回路１２ｄが発するトリガ信号は、ＬＥＤマーカ１２ｂ及び周波数カウンタに入力される。
【００３５】
一方、ビデオカメラ１３には、ＬＥＤマーカ１２ｂの発光タイミングを検知する受光部１３ｄが備えられる。受光部１３ｄの検知信号は、圧電振動子１３ｃ−１を駆動する駆動回路１３ｅに対するトリガ信号として入力される。
次に、シングアラウンド法が適用されたビデオカメラ１３と主マイクロホン１２との動作を説明する。
【００３６】
駆動回路１３ｅが圧電振動子１３ｃ−１を駆動すると、超音波パルスが１回発生する。超音波パルスは、主マイクロホン１２の受音部１２ａにて受波される。受波された超音波パルスは、フィルタ１２ｃにおいて被検音波（ここでは、可聴音波）と分離され、トリガ回路１２ｄに入力される。
トリガ回路１２ｄは、その入力のタイミングでトリガ信号を発生し、ＬＥＤマーカ１２ｂを１回発光させる。
【００３７】
ＬＥＤマーカ１２ｂによる発光光は、ビデオカメラ１３の受光部１３ｄにて検出され、受光部１３ｄの検出信号はトリガ信号として駆動回路１３ｅに与えられる。そのタイミングで駆動回路１３ｅは圧電振動子１３ｃ−１を駆動する。それに応じて、圧電振動子１３ｃ−１から２回目の超音波パルスが発生する。
このような動作が、カメラ１３と主マイクロホン１２との間で繰り返される。
【００３８】
このような動作が繰り返されれば、超音波パルスが発生した後、その超音波パルスが受波されるまでの時間をおいてから、次の超音波パルスが発生することになる。この、超音波パルスの発生周期は、ビデオカメラ１３と主マイクロホン１２との距離を示す。
この距離を信号化するために、主マイクロホン１２の周波数カウンタ１２ｅは、トリガ回路１２ｄからトリガ信号が発生される周波数をカウントする。このカウント値が、距離信号としてコンピュータ１６に出力される。
【００３９】
次に、本システムの効果を説明する。
本システムにおいては、シングアラウンド法が適用されたので、主マイクロホン１２からは、ビデオカメラ１３と主マイクロホン１２との距離を直接的に示す距離信号（ここではトリガ信号の発生周波数）が出力される。
したがって、コンピュータ１６が距離信号から座標Ｚを認識する際に行う単位の変換は、極めて簡単である。例えば、距離信号の単位が周波数ｆだったとすると、変換式は、１／ｆとなる。よって、コンピュータ１６の演算負荷が抑えられる。
【００４０】
なお、この変換を、主マイクロホン１２内の回路にて行うこととすれば、コンピュータ１６の演算負荷は、さらに抑えられる。
［第３実施形態］
図６を参照して本発明の第３実施形態を説明する。
本実施形態は、自由走査センサシステムが採用された音場測定システムに適用される音源探査方法の実施形態である。
【００４１】
なお、本音源探査方法は、第１実施形態のシステムに適用され、かつ、コンピュータ１６において実行されるものである。
コンピュータ１６には、予め「音源探査プログラム」がインストールされる。コンピュータ１６は、そのプログラムに従って以下の手順を実行する。
コンピュータ１６は、第１実施形態のシステムにて測定されたデータＰ1，Ｐ2，Ｐ3・・・を記憶している。
【００４２】
第１実施形態のシステムにおいて主マイクロホン１２は自由に走査されたので、各データＰ1，Ｐ2，Ｐ3，・・・の座標１，２，３，・・・は、図６（ａ）の左側に示したように、各方向にランダムに並んでいる。走査の速度が一定とは限らないので、隣接座標の間隔もそれぞれ異なる。
これらのデータＰ1，Ｐ2，Ｐ3，・・・から音源を特定するために、フェーズシフト法を適用する。但し、本音源探査方法では、その適用前に次の処理をする。
【００４３】
先ず、所定平面Ｓ１の近傍にランダムに並ぶ座標１，２，３，・・・のデータＰ1，Ｐ2，Ｐ3，・・・を、図６（ａ）に示すように、平面Ｓ１上に規則的（グリッド状）に並ぶ座標１’，２’，３’，・・・のデータＰ1’，Ｐ2’，Ｐ3’，・・・に変換（投影）する。
データＰ1’は、データＰ1，Ｐ2，Ｐ3，・・・のうち、座標１’を中心とする所定領域内に存在する座標のデータ（図６（ａ）では座標１のデータＰ1，座標２のデータＰ2など）に基づく補間処理にて求められる。
【００４４】
データＰ2’は、データＰ1，Ｐ2，Ｐ3，・・・のうち、座標２’を中心とする所定領域内に存在する座標のデータ（図６（ａ）では、座標２のデータＰ２など）に基づく補間処理にて求められる。
同様に、データＰ3’，Ｐ4’，・・・も、データＰ1，Ｐ2，Ｐ3，・・・の何れかのデータに基づく補間処理にて求められる。
【００４５】
なお、所定領域内に必要以上の数のデータが存在するときなどには、不要なデータは間引き処理される。
コンピュータ１６は、以上のようにして求められたデータＰ1’，Ｐ2’，Ｐ3’，・・・にフェーズシフト法を適用する。
すなわち、コンピュータ１６は、データＰ1’，Ｐ2’，Ｐ3’，・・・を、それぞれシフト量δ1，δ2，δ3・・・だけフェーズシフトさせ、図６（ｂ）に示すように平面Ｓ１から傾斜した平面Ｓ１’上に規則的に並ぶ座標１”，２”，３”，・・・のデータＰ1”，Ｐ2”，Ｐ3”，・・・に変換（投影）する。
【００４６】
さらに、平面Ｓ１’の傾斜方向や位置を変化させて同様の変換（投影）を行い、そのときのデータＰ1’，Ｐ2’，Ｐ3’，・・・の変化を参照する。その変化に基づき音源１１の位置を特定する。
次に、本音源探査方法の効果を説明する。
本音源探査方法によれば、ランダムに並ぶ座標１，２，３，・・・のデータＰ1，Ｐ2，Ｐ3，・・・を規則的に並ぶ座標１”，２”，３”，・・・のデータＰ1”，Ｐ2”，Ｐ3”，・・・するので、公知のフェーズシフト法を確実に適用し、音源１１の位置を確実に特定することができる。
【００４７】
［その他］
なお、第３実施形態では、データＰ1，Ｐ2，Ｐ3，・・・に対し補間及び間引き処理を施した後にフェーズシフトさせたが、データＰ1，Ｐ2，Ｐ3，・・・に対しフェーズシフトと補間及び間引き処理を同時に施してもよい。その場合、フェーズシフト量δ1，δ2，δ3・・・がそれぞれ異なる補正量で補正されることになる。
【００４８】
また、第３実施形態では、フェーズシフト法が適用されたが、フェーズシフト法に代えて音響ホログラフィを適用してもよい。
また、第１実施形態では、重心位置のＸＹ座標が受音部１２ａの位置のＸＹ座標に一致した３つのＬＥＤマーカ１２ｂが用いられたが、重心位置のＸＹ座標が受音部１２ａの位置のＸＹ座標に一致した４つ以上のＬＥＤマーカ１２ｂを用いてもよい。但し、３つにすることがＬＥＤマーカ１２ｂの数を必要最小限に抑えられるため、望ましい。
【００４９】
また、第１実施形態又は第２実施形態では、主マイクロホン１２に単一の受音部１２ａしか備えなかったが、２〜３個の複数の受音部１２ａを備えて、「受音部群」を自由走査することとしてもよい。この場合、音源１１の音響インテンシティの分布を次のとおり測定すること、さらには音源１１の全音響放射パワーを求めることができる。
測定者は、音源１１を囲むように受音部群を走査する。このときに受音部群から繰り返し出力される音圧信号は、音圧Ｐだけでなく粒子速度ｖをも表す。
【００５０】
コンピュータ１６は、音圧Ｐ及び粒子速度ｖの分布を、第１実施形態の音圧Ｐの分布を求めたのと同様にして求める。そして、Ｐ・ｖの時間積分値の分布を、音響インテンシティの分布として求める。さらに、コンピュータ１６は、その音響インテンシティを面積分し、音源１１の全音響放射パワーを求める。
また、第１実施形態又は第２実施形態では、主センサとしてマイクロホンを用いる音場測定について説明したが、音場以外の場の測定にも同様に本発明は適用可能である。例えば、臭いセンサを用いた臭いの場の測定にも適用できる。
【００５１】
また、第３実施形態では、音源探査方法を説明したが、音源以外の波源の探査方法にも同様に本発明は適用可能である。例えば、光源の探査方法にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】第１実施形態の音場測定システムの全体構成図である。
【図２】ビデオカメラ１３の送波器１３ｃの分解図である。
【図３】ビデオカメラ１３を光軸ＡＸを含む面で切断した概略断面、及び超音波の進行方向を示す図である。
【図４】主マイクロホン１２を受音部１２ａに正対する位置から見た図である。
【図５】第２実施形態のシングアラウンド法が適用されたビデオカメラ１３と主マイクロホン１２との回路構成図である。
【図６】第３実施形態の音源探査方法を説明する図である。（ａ）は、ランダムなデータＰ1，Ｐ2，Ｐ3，・・・から規則的データＰ1’，Ｐ2’，Ｐ3’，・・・への変換の様子を示す概念図であり、（ｂ）は、フェーズシフトの様子を示す概念図である。
【符号の説明】
【００５３】
１１  音源
１２  主マイクロホン
１２ａ  受音部
１２ｂ  ＬＥＤマーカ
１２ｃ  フィルタ
１２ｄ  トリガ回路
１２ｅ  周波数カウンタ
１３  ビデオカメラ
１３ａ  カメラ本体
１３ｂ  鏡筒
１３ｃ  送波器
１３ｃ−１  圧電振動子
１３ｃ−２  反射板
１３ｅ  駆動回路
１３ｄ  受光部
１４  参照マイクロホン
１６  コンピュータ
１６ａ  画面
ＡＸ  光軸
Ｏ  波源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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